xây dựng phương pháp xác định một số chất gây nghiện trong nước thải bằng phương pháp lc msms

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ Y TẾ

TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI

HOÀNG THU TRANG

XÂY DỰNG PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH MỘT SỐ
CHẤT GÂY NGHIỆN TRONG NƢỚC THẢI
BẰNG PHƢƠNG PHÁP LC-MS/MS
LUẬN VĂN THẠC SĨ DƢỢC HỌC

HÀ NỘI 2020


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ Y TẾ

TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI

HOÀNG THU TRANG

XÂY DỰNG PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH MỘT SỐ
CHẤT GÂY NGHIỆN TRONG NƢỚC THẢI
BẰNG PHƢƠNG PHÁP LC-MS/MS
LUẬN VĂN THẠC SĨ DƢỢC HỌC
CHUYÊN NGÀNH: KIỂM NGHIỆM THUỐC – ĐỘC CHẤT
MÃ SỐ: 8720210

Nơi thực hiện đề tài: Trường Đại học Dược Hà Nội
Thời gian thực hiện: từ tháng 9/2019 đến tháng 3/2020

Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS Nguyễn Thị Kiều Anh

HÀ NỘI 2020


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
ĐẶT VẤN ĐỀ ...................................................................................................... 1
CHƢƠNG I. TỔNG QUAN ............................................................................... 3
1.1. Tình hình sử dụng ma túy ........................................................................... 3
1.2. Dịch tễ học dựa trên nƣớc thải (WBE)....................................................... 4
1.3. Tổng quan về đối tƣợng nghiên cứu ........................................................... 5
1.3.1. Công thức cấu tạo và tính chất.................................................................. 6
1.3.2. Tác dụng dược lý và độc tính..................................................................... 6
1.4. Các phƣơng pháp định lƣợng chất gây nghiện trong nƣớc thải.............. 8
1.4. Tổng quan về sắc ký lỏng và khối phổ ..................................................... 13
1.4.1. Sắc ký lỏng hiệu năng cao ....................................................................... 13
1.4.2. Sắc ký lỏng khối phổ [1] .......................................................................... 13
1.5. Các phƣơng pháp chiết tách...................................................................... 16
1.5.1. Chiết lỏng- lỏng ........................................................................................ 16
1.5.2. Chiết pha rắn (SPE) ................................................................................. 16
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............. 19
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ................................................................................. 19
2.2. Phƣơng tiện nghiên cứu ............................................................................. 19
2.2.1. Hóa chất - thuốc thử - chất chuẩn .......................................................... 19
2.2.2. Thiết bị - dụng cụ ..................................................................................... 20

2.3. Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu ..................................................... 20
2.3.1. Khảo sát điều kiện xử lý mẫu ................................................................. 20
2.3.2. Xây dựng phương pháp phân tích ........................................................... 21
2.3.3. Thẩm định phương pháp phân tích ........................................................ 22
2.3.4. Lấy mẫu, phân tích một số mẫu nước thải thu trên địa bàn Hà Nội .... 26
2.3.5. Xử lý kết quả ............................................................................................. 26
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ........................................................ 27


3.1. Xây dựng phƣơng pháp phân tích đồng thời một số chất gây nghiện
bằng LC-MS/MS ............................................................................................... 27
3.1.1. Khảo sát điều kiện khối phổ .................................................................... 27
3.1.2. Khảo sát điều kiện sắc ký ......................................................................... 30
3.1.2.1. Lựa chọn pha tĩnh .................................................................................. 30
3.1.2.2. Khảo sát pha động ................................................................................. 30
3.1.3. Khảo sát quy trình xử lý mẫu .................................................................. 37
3.2. Thẩm định phƣơng pháp ........................................................................... 41
3.2.1. Độ ch n l c c

phương pháp ................................................................ 41

3.4.2. Tính phù hợp hệ thống ............................................................................ 42
3.4.3. iới hạn phát hiện

và giới hạn định lượng

.................... 44

3.4.4. Đường chuẩn và khoảng tuyến tính........................................................ 45
3.4.5. Độ đúng - độ chính xác trong ngày ......................................................... 46

3.4.6. Độ đúng - độ chính xác trung gian ......................................................... 48
3.4.7. Tỷ lệ thu hồi c

phương pháp................................................................ 49

3.5. Áp dụng phƣơng pháp đánh giá các chất gây nghiện trong nƣớc thải . 52
Chƣơng 4. BÀN LUẬN ..................................................................................... 53
4.1. Về xây dựng phƣơng pháp định tính và định lƣợng............................... 53
4.2. Về thẩm định phƣơng pháp phân tích ..................................................... 55
4.3. Về kết quả định lƣợng MET, MDMA và KET nền mẫu nƣớc thải ...... 56
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT .............................................................................. 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu

Tên tiếng Anh hoặc tên khoa
học

Tiếng Việt

ATS

Amphetamin Type Stimulants

Các loại ma túy tổng hợp dạng
Amphetamine

COC
HER
H%

Cocain
Heroin

HLB

Hydrophilic-lipophilic balance

Tỷ lệ thu hồi
Cân bằng ưa nước - béo

High performance liquid
Sắc ký lỏng hiệu năng cao
chromatography
High performance liquid
HPLCSắc ký lỏng hiệu năng cao gh p nối
chromatography photodiode array
PDA
detector m ng iod
detetion
IS
Internal standard
Chuẩn nội
KET
Ketamin
LCLiquid chromatography tandem
Sắc ký lỏng ghép khối phổ 2 lần

MS/MS
mass spectrometry
Liều lượng của hoá chất phơi nhiễm
LD50
Lethal Dose 50
gây ra cái chết cho 50% (một nửa)
LOD
Limit of detection
Giới hạn phát hiện
LOQ
Limit of quantification
Giới hạn định lượng
3,4MDMA
methylenedioxymethamphetamin
MeCN
Acetonitril
MeOH
Methanol
MET
Methamphetamin
MTTH
Ma túy tổng hợp
R(%)
Recovery
Hiệu suất thu hồi
RSD(%)
Relative standard deviation
Độ lệch chuẩn tương đối
SD
Standard Deviation

Độ lệch chuẩn
TLTK
Tài liệu tham kh o
United Nations Office on Drugs
Văn phòng Liên Hiệp Quốc về
UNODC
and Crime
chống Ma túy và Tội phạm
WBE Wastewater-Based Epidemiology
Dịch tễ học dựa trên nước th i
HPLC


DANH MỤC CÁC BẢNG
B ng 1.1. Một số nghiên cứu về định lượng chất gây nghiện trong nước th i ......... 9
B ng 2.1. Thời gian thu mẫu ............................................................................... 19
B ng 2.2. Các chất chuẩn ngoại và chuẩn nội sử dụng trong nghiên cứu .......... 19
B ng 2.3. Chuẩn bị dãy chuẩn làm việc .............................................................. 24
B ng 2.4. Chuẩn bị mẫu kiểm tra trung gian (QC) ............................................. 25
B ng 3.1. Các điều kiện khối phổ ....................................................................... 28
B ng 3.2. Các chương trình gradient kh o sát với hệ pha động 1 ...................... 31
B ng 3.3. Các thông số sắc ký với hệ pha động 1 .............................................. 31
B ng 3.4. Các chương trình gradient kh o sát với hệ pha động 2 ...................... 33
B ng 3.5. Các thông số sắc ký phân tích với hệ pha động 2............................... 35
B ng 3.6-1. đến 3.6-3. Kết qu kh o sát chọn cột chiết pha rắn (trong dung môi)
............................................................................................................................. 39
B ng 3.7. Kết qu đánh giá độ thích hợp hệ thống của phương pháp ................ 43
B ng 3.8. Kết qu đánh giá LOD và LOQ .......................................................... 44
B ng 3.9. Quan hệ tuyến tính giữa nồng độ và diện tích píc của các chất ......... 45
B ng 3.10-1. đến 3.10-5. Kết qu độ đúng – độ chính xác trong ngày (10 ng/L)

............................................................................................................................. 46
B ng 3.11. Kết qu độ đúng – độ chính xác khác ngày ...................................... 48
B ng 3.12-1. đến 3.12-4. Kết qu kh o sát tỷ lệ thu hồi..................................... 49
B ng 3.13. Kết qu hàm lượng MET, MDMA và KET trên mẫu nước th i trên
sông Kim Ngưu ................................................................................................... 52


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Mức độ sử dụng các chất gây nghiện .................................................... 3
Hình 1.2. Số lượng các bài báo về WBE viết bằng tiếng Anh được công bố trong
10 năm gần đây trên thế giới ................................................................................. 5
Hình 1.3. Công thức cấu tạo.................................................................................. 6
Hình 1.3. Bốn bước của quá trình chiết pha rắn ................................................. 17
Hình 3.1. Phổ khối của các ion con các chất nghiên cứu.................................... 28
Hình 3.2-1. đến 3.2-2. Sắc ký đồ các chương trình hệ pha động 1 ..................... 32
Hình 3.3-1. đến 3.3-2. Sắc ký đồ các chương trình hệ pha động 2 ..................... 34
Hình 3.4. Sơ đồ xử lý mẫu nước th i .................................................................. 38
Hình 3.5. Sắc ký đồ mẫu trắng, mẫu thêm chuẩn và mẫu chuẩn ........................ 42
Hình 3.6. Sắc ký đồ xác định LOD và LOQ của phương pháp .......................... 45
Hình 3.7. Đường chuẩn của các chất gây nghiện ................................................ 46


ĐẶT VẤN ĐỀ
Sử dụng chất gây nghiện có tác hại rất lớn đến kinh tế, chính trị, xã hội,
hạnh phúc, giống nòi, làm suy thoái về đạo đức, lối sống, là nguyên nhân dẫn
đến các loại tội phạm như trộm cắp, cướp của giết người, lừa đ o, cưỡng đoạt tài
s n, gây rối trật tự công cộng…, đồng thời cũng là nguyên nhân chính dẫn đến
đại dịch HIV của thế giới.
Trong báo cáo “World Drug Report 2018” của Văn phòng Liên Hiệp
Quốc về chống Ma túy và Tội phạm (UNODC) cho thấy kho ng 275 triệu người

từ 15-64 tuổi (chiếm kho ng 5,6% dân số thế giới) sử dụng ma túy đến năm
2016 [3], [30]. Ở Việt Nam, theo báo cáo của Bộ Công an, tính đến ngày
15/11/2018, c nước có 225.099 người nghiện ma tuý có hồ sơ qu n lý; tỷ lệ
người sử dụng các loại ma túy tổng hợp (MTTH) chiếm kho ng 60-70% trong
tổng số người nghiện [34]. Ở các tỉnh miền Trung và miền Nam, tỷ lệ sử dụng
có nơi lên đến 70 - 85%. Đáng báo động là tình trạng người nghiện sử dụng
đồng thời nhiều loại ma tuý ngày càng phổ biến; việc sử dụng MTTH và các
chất hướng thần gây rối loạn tâm thần “ngáo đá” dẫn đến các hành vi vi phạm
pháp luật và gây ra các vụ án giết người vô cớ gây bức xúc, lo lắng trong nhân
dân [34].
Hiện tại, hầu hết các thông tin sử dụng chất gây nghiện ở Việt Nam đều dựa
trên các báo cáo điều tra phỏng vấn trong cộng đồng hay các thống kê của các
hoạt động tội phạm và đôi khi liên quan đến các thông tin nhạy c m của cá nhân
(như hồ sơ tội phạm hoặc thói quen sử dụng thuốc). Do đó, cần thiết ph i có các
nghiên cứu để giám sát việc tiêu thụ ma túy theo hướng vừa có hiệu qu về chi
phí, vừa có thể hỗ trợ các nhà hoạch định chính sách đưa ra những gi i pháp phù
hợp để gi m thiểu các rủi ro liên quan đến sức khỏe cộng đồng.
Trong những năm gần đây hướng nghiên cứu Dịch tễ học dựa trên nước
th i (WBE - Wastewater-Based Epidemiology) được phát triển và áp dụng rộng
rãi để giám sát việc tiêu thụ bất hợp pháp các chất gây nghiện ở châu Âu [10],

1


[25]; Bắc Mỹ [28], [33]; ở Úc [20], [29] và châu Á [14], [18], [19], [23]. Sau
nhiều năm phát triển, các chương trình giám sát quốc gia về ma túy sử dụng
WBE cũng đã được thiết lập ở Trung Quốc và Úc để theo dõi xu hướng tiêu thụ
ma túy theo vùng và theo giai đoạn [14], [24]. Kết qu nghiên cứu WBE đã
được áp dụng là phương pháp bổ trợ để theo dõi mức tiêu thụ thuốc của các cơ
quan chức trách ở một số quốc gia [12]. Theo cách tiếp cận này, dựa vào nồng

độ các chất trong nước th i, lưu lượng x th i hàng ngày và dân số trong khu
vực để ước tính tổng lượng tiêu thụ theo đầu người và sau đó là lượng tiêu thụ
của từng chất theo đầu người trong phạm vi kh o sát.
Để triển khai nghiên cứu WBE, bước đầu cần phát triển phương pháp phân
tích xác định dư lượng các chất nghiên cứu trong nước th i. Do đó, nghiên cứu
“Xây dựng phương pháp xác định một số chất gây nghiện trong nước th i bằng
phương pháp LC-MS/MS” được thực hiện với các mục tiêu như sau:
1. Xây dựng quy trình xác định đồng thời dư lượng 03 chất chất gây nghiện
(ketamin, methamphetamin và 3,4-methylenedioxymethamphetamine) trong
nước th i bằng LC-MS/MS.
2. Bước đầu ứng dụng phương pháp để đánh giá dư lượng chất gây nghiện
trong một số mẫu nước th i thu thập được.

2


CHƢƠNG I. TỔNG QUAN
1.1. Tình hình sử dụng ma túy
Tình hình sử dụng ma túy vẫn diễn biến phức tạp bất chấp các nỗ lực kiểm
soát ma túy. Theo Báo cáo về tình hình ma túy thế giới năm 2018 của Văn
phòng Liên Hiệp Quốc về chống Ma túy và Tội phạm (UNODC), ước tính năm
2018 trên toàn cầu có 275 triệu người từ 15-64 tuổi (chiếm kho ng 5,6% dân số
thế giới) sử dụng ma túy đến ít nhất năm 2016, trong đó 27 triệu người có vấn đề
nghiêm trọng do sử dụng ma túy; 200.000 người tử vong hàng năm do sử dụng
heroin, cocain và các loại ma túy khác. Trong số người tiêm chích ma túy,
kho ng 20% nhiễm HIV, 46,7% mắc viêm gan C và 14,6% mắc viêm gan B, tạo
thêm gánh nặng về bệnh tật cho toàn cầu; kho ng 1/100 ca tử vong ở người lớn
là do sử dụng ma túy bất hợp pháp [30].
Trong khu vực, tình trạng tái trồng cây thuốc phiện và s n xuất bất hợp
pháp các chất ma túy tổng hợp, đặc biệt là methamphetamine đang gia tăng đe

dọa nghiêm trọng trật tự an toàn xã hội và sức khỏe cộng đồng ở khu vực Đông
và Đông Nam Á hiện nay. Cùng với đó, tình trạng buôn bán và sử dụng
ketamine, chất gây o giác thường được sử dụng trong thuốc thú y, đang là vấn
đề đáng quan tâm của một số nước trong khu vực, năm 2011 báo cáo việc sử
dụng ketamine gia tăng ở Trung Quốc, Malaysia… (Báo cáo Bộ Công An trong
Hội nghị đánh giá công tác phòng chống AIDS, ma túy, mại dâm tháng 9/2012)
[3], [30].

Hình 1.1. Mức độ sử dụng các chất gây nghiện

3


Khía cạnh đô thị hóa của tình hình sử dụng ma túy được thể hiện rõ với
ngày càng nhiều người sử dụng ma túy sống ở các thành phố lớn, hình thức sử
dụng ma túy cũng thay đổi đa dạng và nhanh chóng: trước đây người sử dụng
chủ yếu hút thuốc phiện, nhưng nay lại chuyển sang tiêm chính heroin (năm
1995 chỉ có chưa đến 8% số người nghiện tiêm chích ma túy, hiện nay số người
chích ma túy chiếm tới 72,67% tổng số người nghiện ma túy c nước); từ sử
dụng đơn chất sang đa chất (sử dụng đồng thời nhiều loại chất): sử dụng và trộn
lẫn các dược phẩm khác với ma túy, như sử dụng kết hợp heroin và novocain
hoặc các loại thuốc an thần, hoặc pha trộn các loại thuốc tân dược gây nghiện
với nhau để tăng c m giác phê. Xu hướng sử dụng ma túy tổng hợp (bao gồm c
ma túy sử dụng ở các vũ trường và các chất dạng amphetamine) ở các thành phố
đang ngày càng gia tăng, chủ yếu ở nhóm trẻ tuổi (theo nghiên cứu của Nguyễn
và Scannapieco năm 2008) [3].
1.2. Dịch tễ học dựa trên nƣớc thải (WBE)
Các nghiên cứu về phân tích các chất do con người bài tiết ra sau khi dùng
thuốc, hóa chất và các chất ô nhiễm ngoại sinh đã được tiến hành trong nhiều
thập kỷ qua. Ban đầu, mục đích chính của các phân tích này là để xác định dòng

ch y của các chất vào nước th i hoặc đánh giá hiệu qu của hệ thống xử lý chất
th i, hoặc tính toán mức độ đóng góp chất th i vào môi trường. Nhưng gần đây,
việc thu thập và phân tích các chất có trong nước th i còn cung cấp thông tin về
việc tiêu thụ hoặc phơi nhiễm với các hóa chất, đây là một cách tiếp cận mới
được gọi là Dịch tễ học dựa trên nước th i (WBE - Wastewater-Based
Epidemiology) [11]. Theo cách tiếp cận này, dựa vào nồng độ các chất trong
nước th i, lưu lượng x th i hàng ngày và dân số trong khu vực để ước tính tổng
lượng tiêu thụ theo đầu người và sau đó là lượng tiêu thụ của từng chất theo đầu
người trong phạm vi kh o sát.
Cách tiếp cận này gồm một số bước liên tiếp cho ph p các nhà nghiên cứu
xác định dư lượng; tính toán sự chuyển hóa của chất gốc trong nước th i và quay
ngược trở lại tính toán lượng thuốc sử dụng bởi dân cư trong khu vực kh o sát.
4


Đầu tiên, các mẫu nước th i được thu thập và phân tích để xác định dư lượng
các chất. Sau đó, sử dụng phương trình trên để tính toán lượng thuốc tiêu thụ.
Lượng tiêu thụ bình quân ước tính (mg/ngày/1000 người) cho ph p đánh giá ở
mức độ cộng đồng về xu hướng theo không gian và thời gian, hoặc phán ánh sự
tác động của việc can thiệp trong khu vực dân cư. Cách tiếp cận này không gây
xâm lấn và được thực hiện ở quy mô cộng đồng, vì vậy tôn trọng quyền riêng tư
cá nhân và đ m b o tính khách quan [11].
Trong thập kỷ qua, WBE đã được áp dụng rộng rãi để giám sát việc tiêu
thụ bất hợp pháp các chất gây nghiện ở nhiều nơi trên thế giới. Kết qu nghiên
cứu WBE đã được áp dụng là phương pháp bổ trợ để theo dõi mức tiêu thụ
thuốc của các chức trách ở một số quốc gia [12].

Hình 1.2. Số lượng các bài báo về WBE viết bằng tiếng Anh được công bố
trong 10 năm gần đây trên thế giới
Ở Việt Nam, lĩnh vực này còn khá mới mẻ, hiện tại chưa có nghiên cứu

nào được thực hiện dù tỷ lệ lạm dụng kháng sinh cao cũng như việc sử dụng các
chất gây nghiện ngày càng tăng.
1.3. Tổng quan về đối tƣợng nghiên cứu
Trong nghiên cứu này chúng tôi lựa chọn đối tượng nghiên cứu là ketamin
(KET), methamphetamin (MET) và 3,4-methylenedioxymethamphetamin (MDMA)

5


tồn dư trong nước th i sinh hoạt. Trong đó, MET và MDMA xếp chung trong nhóm
các loại ma túy tổng hợp dạng Amphetamine (ATS)
1.3.1. Công thức cấu tạo và tính chất
MET: Công thức phân tử C10H15N, KLPT 149,23.
MDMA: Công thức phân tử C11H15NO2, KLPT 193,24.
KET: Công thức phân tử C13H16ClNO, KLPT 237,73.

(MET)
C

(MDMA)
(KET)
Hình 1.3. Công thức cấu tạo
ba đều là base yếu, dạng muối hydroclorid dễ tan trong nước,

methanol [22].
1.3.2. Tác dụng dược lý và độc tính
* MET và MDMA:
Các ATS nói chung và MET, MDMA có thể dễ dàng hấp thu từ đường
tiêu hóa và niêm mạc mũi, tự do xâm nhập qua hàng rào máu não. ATS kích
thích gián tiếp hệ giao c m, chủ yếu làm tăng hoạt động của noradrenaline,

dopamine và serotonin tại hệ thần kinh trung ương và hoạt động của
noradrenaline trong hệ thần kinh giao c m ngoại biên, ngăn chặn tái hấp thu và
tăng gi i phóng dopamine từ phần vừa được tổng hợp, ngăn chặn tái hấp thu
noradrenalin, cũng gi i phóng noradrenalin nhưng nói chung có tác động ít hơn
đối với serotonin. Những thay đổi về tinh thần khi sử dụng ATS có thể do tác
động vào tế bào thần kinh dopamine ở vùng mesolimbic. Biểu hiện kích thần
trên lâm sàng có thể do tăng sử dụng Methamphetamine ở tế bào thần kinh, tăng
noradrenaline trong hệ thống kích hoạt phức tạp, và duy trì tác dụng của
catecholamin tại vùng xi náp chi phối về hành vi.

6


Các ATS làm tăng các hoạt tính cathecolamin và serotonin là chất dẫn
truyền thần kinh đóng vai trò chủ yếu gây o giác, các c m giác phiêu diêu,
huyền o, say đắm. Tác dụng kích thích thần kinh của nhóm ATS là rất nhanh,
thời gian tác dụng có thể k o dài 4-8 giờ [26].
Dùng liều cao thường xuyên có thể gây ra chứng loạn thần, hoang tưởng,
dễ bị kích động và gây bạo lực, hành động không lí trí, rất dễ quậy phá và hành
hung người. Chính vì vậy, chúng được gọi là “ma túy điên” hay “ma túy bạo
lực”. Việc sử dụng lâu dài ATS làm tăng độc tính của nó và có thể gây nhiễm
độc nhẹ, trung bình hoặc nặng theo thứ tự như nôn, lẫn lộn, hôn mê… Một số
tác dụng phụ khác bao gồm độc thần kinh và có thể dẫn tới mất hoạt động chức
năng của não bộ [3], [26].
Khi được sử dụng trong điều trị, hàm lượng thuốc điều trị trong máu
thường dưới 0,1 µg/ml. Khi sử dụng thuốc riêng lẻ, hàm lượng thuốc trong máu
có thể biến đổi từ 0,09-18 µg/ml. Khi nghiện, liều dùng có thể lên tới 2g. Thông
số LD50 (chuột) của MET là 70 mg/kg. Các dẫn xuất methylendioxy của
amphetamin làm tăng thêm tác dụng o giác, hôn mê và kh năng nhiễm độc.
Nghiện MDMA có thể gây ra những tác động có hại nghiêm trọng và gây độc

thận dẫn tới những tác dụng phụ phức tạp như thân nhiệt cao, tổn thương gan và
có thể dẫn tới tử vong. Liều gây độc LD50 trên ngưới có thể được ước tính từ 30
đến 100 mg và thông số LD50 (chuột) của MDMA là 97 mg/kg [3], [22], [26].
C hai chủ yếu là bài tiết không thay đổi trong nước tiểu thông qua hệ
thống vận chuyển hữu cơ. Quá trình th i trừ của ATS phụ thuộc vào pH. Vì ATS
có tính base yếu, nên khi nước tiểu gi m pH làm tăng sự th i trừ của chúng và
ngược lại [26]
* KET:
Ketamin có tác dụng gây mê phân lập do cắt đứt chọn lọc những con
đường hội tụ ở não, thuốc gây dịu thần kinh và làm mất trí nhớ trong đó người
bệnh vẫn có vẻ tỉnh nhưng cách biệt với môi trường, bất động và không c m

7


thấy đau. Với liều thấp không đủ gây mê, ketamin có tác dụng gi m đau có thể
do tương tác với các amin sinh học và opiat. Tác dụng kích thích hô hấp và tim
mạch của ketamin có thể sử dụng cho những người có nguy cơ cao trong sốc do
gi m thể tích máu [2].
KET gây o giác, mất trí nhớ, rối loạn hành vi, mờ mắt, buồn nôn, nôn,
tăng hoặc gi m nhip thở, bồn chồn, nhịp tim nhanh, tăng huyết áp. Liều cao có
thể gây co giật, ngạt thở và tử vong. Chưa xác định được LD50 trên người, LD50
trên chuột là 229 mg/kg [3], [22], [2].
KET chuyển hóa ở gan tạo thành chất chuyển hóa có hoạt tính và được
th i trừ phần lớn qua nước tiểu ở dạng liên kết hydroxyl hóa. KET có thể được
phát hiện trong nước tiểu 5 ngày sau khi sử dụng. Thời gian bán th i của KET
kho ng 2 -3 giờ [26], [2]
1.4. Các phƣơng pháp định lƣợng chất gây nghiện trong nƣớc thải
Cùng với sự tăng nhanh sử dụng các MTTH, ngoài các nghiên cứu để
phát hiện các loại MTTH tồn dư và chuyển hóa trong người, các nghiên cứu về

phân tích các MTTH do con người bài tiết ra sau khi dùng đã được tiến hành.
Theo cách tiếp cận này, dựa vào nồng độ các chất trong nước th i, lưu lượng x
th i hàng ngày và dân số trong khu vực để ước tính tổng lượng tiêu thụ theo đầu
người và sau đó là lượng tiêu thụ của từng chất theo đầu người trong phạm vi
kh o sát [11].
Với thành phần phức tạp và dao động mạnh giữa các khu vực dân số dẫn
đến sự chuyển hóa các chất bên trong chúng, các phương pháp định lượng các
chất gây nghiện trong nước th i ngày càng được phát triển. Vì vậy, việc tìm ra
các phương pháp phân tích thích hợp luôn được các nhà phân tích quan tâm
hàng đầu. Dưới đây là tập hợp một số nghiên cứu trên thế giới về định lượng
chất gây nghiện trong nước th i (B ng 1.1).

8


Bảng 1.1. Một số nghiên cứu về định lượng chất gây nghiện trong nước th i
Chất phân tích

Xử lý mẫu

AM, MET, MDA,
MDMA, MDEA, COC,
norcocain, cocathylen,
benzoylecgonin,
norbenzoylecgonin,
THC-COOH

50 ml mẫu. Chiết SPE cột Oasis
MCX 150 mg (hoạt hóa: 6 ml
MeOH, 3 ml H2O, 3 ml pH2),

làm sạch: 2 ml NH3 2% trong
nước, rửa gi i: 8 ml NH3 2%
trong MeOH

Normorphin, norcodein,
codein, 6-acetymorphin,
EDDP, methandol,
THC-COOH

200 ml mẫu. Chiết cột Oasis
HLB 200 mg (Hoạt hóa: 5 ml
MeOH, 5 ml H2O), làm sạch: 3
ml H2O, rửa gi i: 8 ml MeOH

Điều kiện sắc ký

LOD
(ng/l)

- Cột: Acquity UPLC BEH C18 (50
mm × 2,1 mm, 1,7 µm).
- Pha động: CH3COONH4 (5 mM) 0,2 đến
với 0,1% formic acid (pH 2) và 500
MeOH
- Detector: ESI-MS
- Cột: Acquity UPLC BEH C18 (50
mm × 2,1 mm, 1,7 µm).
- Pha động: MeOH và 50 mM
HCOONH4/formic acid (pH 3,8).
Detector: ESI-MS

9

(-)

Độ thu
TLTK
hồi (%)

50±15
đến
116±12

43 đến
106

[6]

[7]


1000 ml mẫu. Chiết cột StrataMDMA, COC,
XC 200 mg (Hoạt hóa: 12 ml
cocathylen,
MeOH, 12 ml H2O), làm sạch: 3
benzoylecgonin, MOR,
ml H2O, rửa gi i: 10 ml NH3 5%
KET
trong aceton/ ethyl acetat (1:1,
v/v)

AM, MET, MDA,
MDEA, MDMA

50 ml mẫu. Chiết SPE cột
SupelMIP-AM 25 mg (Hoạt
hóa: 1 mL MeOH, 1 mL H2O ở
pH8), làm sạch: 5 ml MeOH
5%, rửa gi i: 2 x 1 mL HCOOH
1% trong MeOH

100 ml mẫu. Chiết cột Oasis
AM, MET, MDA,
HLB 200 mg (Hoạt hóa: 10 ml
MDMA, MDEA, COC, MeOH, 10 ml H2O), làm sạch: 8
benzoylecgonin
ml MeOH 5%, rửa gi i: 6 ml
MeOH

Cột:
Phenomenex
Onyx
monolithic C18 (200 mm × 3 mm,
1.7 µm).
- Pha động: MeOH và 5 mM 1 đến 7
CH3COONH4 pH 4,5
- Detector: ESI-MS

- Cột: HaloTM C18 (100 mm × 2.1
mm ; 2.7 μm)

0,8 đến
- Pha động: H2O và MeOH, c 2
2,7
kênh đều chứa CH3COONH45 mM
- Detector: ESI-MS
- Cột: Acquity UPLC BEH C18 (50
mm × 2,1 mm, 1.7 µm).
- Pha động: acetonitrile chứa acid
formic 0,1% và HCOOH /
HCOONH4 30 mM (pH 3,5)
- Detector: ESI-MS

10

(-)

40 đến
65

92 đến
114

85±3
đến
100±4

[8]

[16]

[17]


COC, benzoylecgonin,
1500 ml mẫu. Chiết SPE cột
MOR
Bond-Elut Certify LRC

- Phương pháp GC-MS với cột
Phenylmethylsilicone 5% (12 m x
0,2 mm ) (5 MS)

3,7 đến
25

91 đến
109

[21]

5 ml mẫu. Chiết cột Oasis HLB
200 mg đối với THC-COOH, cột
- Cột: Sunfire C18 (2,1 × 100 mm,
PLRP-s với các chất còn lại
3,5 µm).
0,07
8 đến 59
(Hoạt hóa: 1 ml MeCN, 1 ml
- Pha động: acetonitrile và nước
đến 1,51

H2O), rửa gi i: MeCN : H2O
- Detector: ESI-MS
theo chương trình gradient
(online – SPE)

[27]

50 ml mẫu. Chiết SPE cột Oasis
COC, benzoyecgonine
MCX 150 mg (hoạt hóa: 5 ml
ecgonine methyl esther,
MeOH, 5 ml H2O), làm sạch: 2
AM, MET, MDMA, 6ml NH3 2% trong nước, rửa
AcetylMOR
gi i: 8 ml MeOH

- Cột: Phenomenex Luna HILIC
(150 mm×3 mm, 5 µm)
35±3 đến
- Pha động: CH3COONH4 5 mM 5 đến 20
102±6
và MeCN
- Detector: ESI-MS

[32]

methylenedioxypyrovale
rone, 450 ml mẫu. Chiết cột Oasis HLB
methylmethcathinone, 60 mg (Hoạt hóa: 6 ml MeOH, 6
KET, norketamin,

ml H2O), làm sạch: 3 ml nước,
dehydronoketamin, rửa gi i: 8 ml MeOH
THC-COOH

- Cột: Phenomenex Gemini C18
(50 mm x 2 mm, 3 mm)
- Pha động: CH3COONH4 5 mM
và MECN
- Detector: ESI-MS

[31]

Ephedrine, AM, MET,
MDMA, COC,
cocathylen,
benzoylecgonin, HER,
MOR,
THC-COOH

11

(-)

91 đến
105


KET và mephedrone

25 – 50 ml mẫu. Chiết SPE cột

Oasis MCX 60 mg (hoạt hóa: 5
ml MeOH, 5 ml H2O), rửa gi i:
2 ml MeOH và 2 mL NH3 2%
trong MeOH.

- Cột: XTerra MS C18 (100 mm x
2,1 mm, 3,5 µm)
- Pha động: CH3COONH4 5 mM
và MECN
- Detector: ESI-MS

(-)

99,5±6,0
đến
104,6±5,4

[9]

*Ghi chú: (-): Không được đề cập trong bài báo

12


1.4. Tổng quan về sắc ký lỏng và khối phổ
1.4.1. Sắc ký lỏng hiệu năng cao
Khái niệm
Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) là kĩ thuật phân tích dựa trên cơ sở của sự
phân tách các chất trên một pha tĩnh chứa trong cột, nhờ dòng di chuyển của pha
động lỏng dưới áp suất cao. Sắc ký lỏng dựa trên cơ chế hấp thụ, phân bố, trao

đổi ion hay loại cỡ tùy thuộc vào loại pha tĩnh sử dụng [1].
Nguyên tắc
Mẫu phân tích được hòa tan trong dung môi và được cho qua cột bằng một
dòng chất lỏng liên tục (pha động). Các chất tan là thành phần của mẫu sẽ di
chuyển qua cột theo pha động với tốc độ khác nhau tùy thuộc vào hệ số phân bố
giữa chất tan với pha tĩnh và pha động. Nhờ tốc độ di chuyển qua cột khác nhau,
các thành phần của mẫu sẽ tách riêng biệt thành d i, làm cơ sở cho phân tích
định tính và định lượng.
1.4.2. Sắc ký lỏng khối phổ [1]
 Khái niệm
Sắc ký lỏng khối phổ là kỹ thuật phân tích có sự kết hợp kh năng phân tách
các chất trong hỗn hợp của bộ phận HPLC và kh năng phân tích số khối (m/z)
của bộ phận khối phổ (Mass spectrometry – MS).
Phương pháp MS là phương pháp nghiên cứu các chất bằng cách đo, phân
tích chính xác khối lượng phân tử của chất đó dựa trên sự chuyển động của các
ion nguyên tử hay ion phân tử trong một điện trường hoặc từ trường nhất định.
Tỉ số giữa khối lượng và điện tích (m/z) có nh hưởng rất lớn đối với chuyển
động này của ion. Nếu biết được điện tích của ion thì ta dễ dàng xác định được
khối lượng của ion đó.
 Thiết bị khối phổ (Đầu dò khối phổ)

13


- Bộ nạp mẫu: Chuyển các chất cần phân tích vào nguồn ion hoá của thiết bị
khối phổ. Trong sắc ký lỏng khối phổ, bộ phận nạp mẫu chính là đầu ra của cột
sắc ký.
- Bộ nguồn ion hóa: Có nhiệm vụ ion hoá phân tử trung hoà thành các ion phân
tử mang điện tích hoặc sự bắn phá, phân m nh phân tử trung hoà thành các
m nh ion, các gốc mang điện tích bằng các phần tử mang năng lượng cao

Có ba kiểu hình thành ion:
+ Ion hóa phun điện tử (ESI) được thực hiện ở áp suất khí quyển. Các mẫu
thử trong dung dịch được đưa vào nguồn ion qua một ống mao qu n mà ở đầu
ống này có một điện thế có thể lên đến 5000V. Đồng thời, các dung dịch mẫu
này được phun sương dưới tác động của một dòng khí. Kết qu là tạo ra các hạt
mang điện tích và được gia tốc đến điện cực. Kỹ thuật này phù hợp cho các chất
phân cực, không bền với nhiệt và nghiên cứu các phân tử sinh học có khối lượng
tới 100 000 Da.
+ Ion hóa hóa học ở áp suất khí quyển (APCI)
+ on h a

ng photon tại áp suất h qu n (

Ngoài ra, còn có nguồn ion hóa đa phương thức (MMI, Multimode
ionization) có thể vận hành, thao tác ở hai chế độ ion hóa ESI và APCI.
- Bộ phận phân tích khối (mass analyzer): Sau khi được tạo thành thì các ion sẽ
được gia tốc và tách riêng theo tỷ số m/z nhờ tác dụng của điện trường và từ
trường để đi đến bộ phận phát hiện.
Một số bộ phân tích khối thường dùng:
+ Tứ cực (Quadrupole)
+ Bẫy ion (Ion trap)
+ Ống đo thời gian bay (Time-of-flight tube)
Hiện nay, bộ phân tích khối gồm ba tứ cực xếp nối tiếp nhau Q1, Q2, Q3
(gọi là bộ tứ cực chập ba) dùng để ghi phổ. Tứ cực Q1, Q3 làm nhiệm vụ phân

14


tích khối, tứ cực Q2 là ngăn để cho các ion va chạm, tạo ra các ion m nh nhỏ
hơn[8].

- Bộ phận phát hiện ion (detector): có nhiệm vụ chuyển các ion đã đến, khuếch
đại thành tín hiệu điện đo bằng hệ điện tử của máy khối phổ.
- Bộ phận ghi và xử lý số liệu (data system)
Là một hệ thống bao gồm hệ thống kết nối và thu nhận dữ liệu thô và phần
mềm kiểm soát, điều khiển thiết bị, quá trình phân tích và tính toán, xử lý,
báo cáo, kết xuất dữ liệu thô vừa thu được. Một số kỹ thuật ghi phổ trong đầu
dò khối phổ bao gồm :
+ Quét toàn phổ (SCAN)
Khi thao tác với chế độ scan, đầu dò sẽ nhận được tất c các m nh ion để cho
khối phổ toàn ion đối với tất c các chất trong suốt quá trình phân tích.
+ Selected Ion Monitoring (SIM)
Trong chế độ SIM, đầu dò MS chỉ ghi nhận tín hiệu một số m nh ion đặc trưng
cho chất cần xác định.
+ SRM (Selected Reaction Monitoring

v

M M (Mu tip e

eaction

Monitoring)
Đối với khối phổ ba tứ cực, là máy đo khối phổ hai lần liên tiếp (MS-MS), 2 kỹ
thuật ghi phổ có độ nhạy cao thường được sử dụng là SRM và MRM.
 SRM: cô lập ion cần chọn, sau đó phân m nh ion cô lập đó, trong các
m nh ion sinh ra, cô lập 1 m nh ion con cần quan tâm và đưa vào đầu dò
để phát hiện.
 MRM: trên thực tế, do yêu cầu về mặt kỹ thuật đối với phân tích vi lượng
nên các ion con cần quan tâm thường từ 2 trở lên, do vậy kỹ thuật ghi phổ
MRM thông dụng hơn SRM. Đầu tiên, cô lập ion cần chọn (ion mẹ) ở tứ

cực thứ nhất, phân m nh ion cô lập đó tại tứ cực thứ 2 (thực chất là buồng
va chạm) thu được các ion con, cô lập 2 (hoặc nhiều) ion con cần quan
tâm ở tứ cực thứ 3 và đưa vào đầu dò để phát hiện.

15


1.5. Các phƣơng pháp chiết tách
Do nước th i có thành phần rất phức tạp, hàm lượng chất cần phân tích khá
thấp, không tương thích cho việc phân tích trực tiếp trên hệ sắc ký. Vì vậy, trước
khi phân tích mẫu cần ph i tách, làm giàu các hợp phần của mẫu cần phân tích.
Dựa trên các mối liên hệ giữa độ chọn lọc, độc tính dung môi, giá thành, thời
gian... để chọn phương pháp chiết mẫu sao cho hiệu qu nhất.
1.5.1. Chiết lỏng- lỏng
Chiết lỏng - lỏng là phương pháp chuyển chất phân tích hòa tan trong một
dung môi sang một dung môi thứ hai không hòa tan trong dung môi thứ nhất.
Trong thực tế thường dùng hai pha nước - dung môi hữu cơ không tan trong
nước để chiết tách. Các chất được chuyển giữa hai pha có thể thuộc nhiều loại
hình hóa học khác nhau bao gồm:
- Các chất dạng acid, base hoặc chất lưỡng tính.
- Các chất dạng nội phức.
- Cặp ion.
Chiết lỏng - lỏng là kỹ thuật đơn gi n, dễ thực hiện, chi phí thấp và được
sử dụng phổ biến nhất trong các phương pháp xử lý mẫu có nền mẫu tương đối
phức tạp. Tuy nhiên kỹ thuật này có nhược điểm: dùng nhiều dung môi, khó
khăn kết nối với các thiết bị như GC hay HPLC, hoạt chất chiết được có độ tinh
khiết không cao, có thể tạo nhũ dịch làm sai lệch kết qu .
1.5.2. Chiết ph rắn SPE
Là quá trình tách dựa vào sự phân bố các chất phân tích giữa hai pha lỏng
và rắn, trong đó chất phân tích được chiết từ pha lỏng vào pha rắn, sau đó rửa

gi i bằng dung môi thích hợp. Nguyên liệu tạo pha rắn trong SPE tương tự như
trong sắc ký lỏng, có thể là dẫn chất polysiloxan, polymer tạo pha liên kết, ngoài
ra còn có c pha không liên kết. Tùy theo đặc tính của pha rắn mà có thể chia
thành các loại cột có b n chất khác nhau, bao gồm: pha thuận, pha đ o hay trao
đổi ion.
16


Để xây dựng quy trình chiết pha rắn, cần tiến hành các bước như sau:
- Chọn pha rắn: tuỳ theo b n chất của chất phân tích mà lựa chọn pha rắn
có b n chất thích hợp. Mặt khác, tuỳ thuộc vào lượng chất phân tích trong mẫu
mà lựa chọn cột có lượng pha rắn và thể tích rửa gi i khác nhau. Lượng pha rắn
dao động từ 50 mg đến 10 g, ứng với thể tích nền từ 125 µL đến 20 mL.
- Qui trình chiết: gồm 4 giai đoạn
1. Hoạt hóa cột chiết pha rắn: cho dung môi hoặc dung dịch đệm thích hợp
đi qua cột để loại bỏ khí trong cột và chuyển pha rắn sang trạng thái có thể lưu
giữ chất phân tích trong mẫu.
2. Nạp mẫu: Mẫu được xử lý sơ bộ trong dung môi thích hợp và cho qua
cột. Chất phân tích và một số chất khác được giữ lại trên cột. Các tạp chất đi ra
khỏi cột càng nhiều càng tốt để tránh làm nh hưởng đến tương tác của chất
phân tích và pha rắn.
3. Loại tạp chất: Sau khi đưa mẫu qua cột, dùng dung môi hoặc dung dịch
đệm cho qua cột để loại một số tạp chất đã được giữ trên pha rắn. Dung môi sử
dụng ph i đ m b o loại được tạp chất mà không k o theo chất phân tích.

Hình 1.3. Bốn bước của quá trình chiết pha rắn
4. Rửa gi i: Dùng dung môi thích hợp k o chất phân tích ra khỏi pha rắn.
Cần tối ưu hóa loại dung môi, lượng dung môi, pH dung môi rửa gi i và tốc độ

17

rửa gi i để đ m b o rửa được tối đa lượng chất phân tích và tối thiểu tạp chất có
trên cột [4].
Chiết pha rắn là kỹ thuật mới khắc phục được các nhược điểm của chiết
lỏng- lỏng: lượng dung môi sử dụng ít, dịch chiết dễ xử lý khi kết nối GC,
HPLC, kh năng làm giàu mẫu tốt, đặc biệt có ưu điểm là cơ chế chiết đa dạng
phù hợp với chất phân tích, tính chọn lọc tốt hơn. Tuy nhiên có nhược điểm là
khó lưu giữ chất phân cực mạnh, khó xây dựng được quy trình chiết tối ưu,
lượng dung môi đã gi m nhiều nhưng hãy còn lớn, giá thành của phương pháp
còn cao, khó áp dụng ở quy mô rộng.
Nhận xét chung: Do nền mẫu nước th i sinh hoạt rất phức tạp và có nhiều biến
đổi theo quy mô cũng như chất lượng dân cư sinh sống, mặt khác các chất gây
nghiện và các chất chuyển hóa của chúng tồn tại ở hàm lượng rất nhỏ nên việc
đánh giá bằng các kỹ thuật phân tích thông thường như HPLC-DAD thường
không kh thi. Hầu hết các nghiên cứu trên thế giới, các tác gi sử dụng kỹ thuật
chiết pha rắn SPE với cột SPE HLB và SPE MCX để làm sạch cũng như làm
giàu các mẫu nước th i trước khi tiến hành phân tích. Phương pháp LC-MS/MS
với nguồn ion hóa ESI thường được lựa chọn để phân tích chất gây nghiện trong
nước th i với các cột phân tích C18 phổ biến trong các phòng thí nghiệm. Pha
động thường được bổ sung acid formic hoặc amoni acetat để tăng hiệu suất quá
trình proton hóa từ đó tăng tín hiệu chất phân tích. Do đó, trong nghiên cứu này
sẽ sử dụng kỹ thuật chiết pha rắn với cột chiết phù hợp để làm sạch và làm giàu
mẫu, chất phân tích được định tính và định lượng bằng LC-MS/MS để đ m b o
độ chọn lọc và độ nhạy khi phân tích dư lượng các chất gây nghiện trên nền mẫu
nước th i.

18